Question

亚硝酰硫酸（NOSO₄H）主要用于染料、医药等工业。实验室制备亚硝酰硫酸的方法如下：将SO₂通入盛有浓硫酸和浓硝酸的混合液中，维持体系温度略低于20℃，搅拌，使其充分反应。反应过程中，亚硝酰硫酸的物质的量和硝酸的物质的量随时间的变化如图所示。

（1）①实验室制备NOSO₄H的化学反应方程式为___。

②反应进行到10min后，反应速度明显加快，其可能的原因是___。

③反应过程中，硝酸减少的物质的量大于NOSO₄H生成的物质的量的可能原因是___

（2）为了测定亚硝酰硫酸的纯度，进行如下实验：。

准确称取1.200g产品放入锥形瓶中，加入50.00mL0.1000mol·L^-1的KMnO₄标准溶液和足量稀H₂SO₄，摇匀，使其充分反应。再将反应后溶液加热至60~70℃（使生成的HNO₃挥发逸出），冷却至室温，用0.2500mol·L^-1Na₂C₂O₄标准溶液滴定至终点，消耗Na₂C₂O₄溶液的体积为16.00mL。

已知：2KMnO₄+5NOSO₄H+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+5HNO₃+2H₂SO₄；KMnO₄在酸性条件下被还原为Mn²⁺。

根据以上实验数据计算亚硝酰硫酸的纯度。（写出计算过程）___

Answer

HNO3+SO2NOSO4H 生成的NOSO4H对该反应有催化作用 硝酸会挥发和分解 90.00%

【解析】

（1）设NOSO4H中N的化合价为x，根据化合价代数和为0有：x+(+6)×1+(-2)×5+(+1) ×1=0，解得：x=+3，N元素化合价从+5降低到+3，必有S元素化合价从+4升高到+6，发生的是氧化还原反应，氧化剂与还原剂物质的量之比=1：1；

（2）50.00mL0.1000mol·L-1的KMnO4与16.00mL 0.2500mol·L-1Na2C2O4反应之后剩余的KMnO4再与NOSO4H反应。

（1）①N元素化合价从+5降低到+3，必有S元素化合价从+4升高到+6，N元素和S元素的物质的量之比=1:1，所以反应的方程式为：HNO3+SO2NOSO4H，故答案为：HNO3+SO2NOSO4H；

②反应前十分钟没有加快，不是温度，十分钟后明显加快，说明生成的物质对反应有催化作用，故答案为：生成的NOSO4H对该反应有催化作用；

③从反应的方程式看：参加反应的硝酸和生成的NOSO4H比例为1:1，消耗的硝酸多，可能是有一部分挥发和分解了，故答案为：硝酸会挥发和分解；

（2）一部分KMnO4标准溶液和NOSO4H反应，剩余的KMnO4标准溶液用Na2C2O4反滴定，KMnO4和Na2C2O4，KMnO4中Mn元素化合价从+7降低到+2，降低5，作氧化剂，Na2C2O4中C元素化合价从+3升高到+4升高了1，2个C升高了2，作还原剂，根据得失电子守恒，氧化剂和还原剂的物质的量之比=2:5，所以，解得：和Na2C2O4反应的KMnO4的物质的量n1=1.6×10-3mol，KMnO4总的物质的量=50.00×10-3L×0.1000mol·L-1=5×10-3mol，所以和NOSO4H反应的KMnO4的物质的量=5×10-3mol-1.6×10-3mol=3.4×10-3mol，所以，解得NOSO4H的质量m=1.0795g，所以样品中NOSO4H的纯度=≈90.00%，故答案为：90.00%。